專利名稱：一種湍流布料沼氣池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢水厭氧發(fā)酵制備沼氣的裝置，特別是一種湍流 布料沼氣池。
背景技術(shù)：
目前在我國農(nóng)村中，戶用型沼氣池主要為水壓式沼氣池，這類沼氣池 一般使用最多的有6m3、 81113和101113三種形式，結(jié)構(gòu)簡單適用。1984年中國 標(biāo)準(zhǔn)出版社出版了國家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布的GB/T4750-1984《農(nóng)村家用水壓式沼 氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集》提出了農(nóng)村沼氣池的結(jié)構(gòu)，形狀為圓形或球形，設(shè)有進(jìn)料 口、出料口、發(fā)酵間、氣箱、活動蓋、導(dǎo)氣管、出料間兼用水壓箱，因此 稱之為水壓式沼氣池。2002年中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版了國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢 疫局發(fā)布的GB/T4750-2002《戶用沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集》中提出"曲流布料沼 氣池"，其特點是池底由進(jìn)料口向出料口傾斜，在池底面設(shè)置了布料板，使 發(fā)酵原料呈曲線流動，增加了擴(kuò)散面，延長了發(fā)酵原料的運轉(zhuǎn)。2007年科 學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版的西北農(nóng)林科技大學(xué)邱凌在《庭院沼氣高效生產(chǎn)與 利用》書中敘述了 "旋流布料沼氣池"，其特點是，在底池上建設(shè)一個曲率 半徑為5D/8的圓弧型導(dǎo)流板將進(jìn)出料隔斷，使入池原料在導(dǎo)流板的導(dǎo)流作 用下，必須沿導(dǎo)流板旋動才能到達(dá)循環(huán)管和抽渣管的下部，從而延長了入 池發(fā)酵原料的流動路程和滯留時間，并且西北農(nóng)林科技大學(xué)邱凌也提出了 中國專利ZL97243731.2 "旋流布料自動循環(huán)沼氣池"，對旋流布料沼氣池 進(jìn)行了技術(shù)描述。1999年中國環(huán)境出版社出版了沈耀良和王寶貞編著的書 《廢水生物處理新技術(shù)-理論與應(yīng)用》中記述了 ABR折流板反應(yīng)器，提出了 設(shè)計方法和原理，但是并沒有提出農(nóng)村沼氣池的設(shè)計與制造。
以上這些農(nóng)村沼氣池已廣泛應(yīng)用，但是在建造和使用過程中有如下缺 點1.由于圓形，不方便建筑，所以出現(xiàn)了沼氣模具，而沼氣模具成本高， 大小固定，形狀固定，投資大。2.開挖地面土層深度大，需要在地面之下 挖兩米以上的深坑，這在地下水位很淺的爛泥地和施工質(zhì)地為沙土的情況下根本不能施工，如果遇到雨季和下雨天也是很難建設(shè)的。3.目前的沼氣 池型建設(shè)在地面之下，需要開挖與所建設(shè)的沼氣池形狀匹配的圓坑，如果 開挖形狀不規(guī)則，深坑外圍有寬度不同的邊緣需要填補，傳統(tǒng)上是一面做 模，另一面是使用挖開的土壤剖面為界限進(jìn)行混凝土澆灌，如果開挖不規(guī) 則的話，則大量浪費混凝土，提高沼氣池造價，如果兩面做模的話，則需 要開挖很大的土坑才方便建筑。4.沼氣池使用過程中很快就形成了內(nèi)部結(jié) 殼，是一種發(fā)酵產(chǎn)物漂浮在沼氣池內(nèi)部表面，時間長久之后形成很厚很硬 的結(jié)殼，大大降低了沼氣的產(chǎn)生量，甚至使大量沼氣池廢棄。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種使用和建設(shè)簡單，能夠形成湍流布料， 不產(chǎn)生池內(nèi)結(jié)殼的，形狀為長方體，沼氣發(fā)酵效率較高的湍流布料沼氣池。 本實用新型的目的是通過提供一種具有如下結(jié)構(gòu)的沼氣池而實現(xiàn)的。
本實用新型的湍流布料沼氣池包括以下部分組成 進(jìn)水系統(tǒng)、沼氣池主體和出水系統(tǒng)組成。
進(jìn)水系統(tǒng)包括進(jìn)水口和進(jìn)水管；進(jìn)水口，是處理水的入口，起收集和 匯集處理水的作用；進(jìn)水管，是處理水進(jìn)入沼氣池的管道，進(jìn)水管與沼氣 池的低端相聯(lián)，形成沼氣池布水的開端。
沼氣池主體是封閉的長方形罐體，本實用新型的主要特色是打破沼氣 池內(nèi)的水流狀態(tài)，實現(xiàn)湍流布料，防止池內(nèi)結(jié)殼的產(chǎn)生。為此本實用新型 設(shè)置了導(dǎo)流墻和折流板，兩個導(dǎo)流墻之間的距離大約為一個沼氣池寬的距 離，第一個折流板與進(jìn)水端面的距離大約也為一個沼氣池寬的距離，兩個 導(dǎo)流墻之間有一個折流板，這個折流板靠近前面的導(dǎo)流墻，在W/3處，第 一個導(dǎo)流墻距離進(jìn)水端面W/3處，第一個折流板距離進(jìn)水端面W處，導(dǎo)流 墻高度為H/2，在沼氣池地面上建設(shè)，折流板距離沼氣池底面300mm和距 離沼氣池頂面500隨， 一個沼氣池至少設(shè)計一對導(dǎo)流墻和折流板，這樣構(gòu) 成了的沼氣池不僅增加了布水流長度，而且保證了水流的湍流流動，從而 打破了形成結(jié)殼的可能性。在沼氣池出口前面0. 5米處設(shè)置一個穩(wěn)流墻， 以保證有更長時間和有效的厭氧污泥能夠停留在沼氣池內(nèi)。沼氣池上蓋為 密封的混凝土平板，中間插設(shè)一個金屬沼氣管，這個金屬管構(gòu)成了沼氣的起始接頭。沼氣池底板為兩層混凝土結(jié)構(gòu)，坡度為5%，以保證污泥向出口 流動。沼氣池頂部的上蓋根據(jù)需要可以設(shè)置一個長寬各1米的人孔，以利 于人員的出入。在人孔上做一個長寬各1.4米的人孔蓋，人孔蓋距離邊緣
0. 1米處使用502#萬用膠粘連一圈邊長各為1. 3米長寬的橡膠密封圈，以 使人孔蓋的密封性能。
出水系統(tǒng)包括出水口、出水間和水壓間；出水口是在沼氣池的末端
設(shè)置的一個長方形水口，是處理水的出口，在沼氣池末端寬壁的中央，在 最下方的一個長方形出口，出口寬為l米，出水口高度根據(jù)沼氣池設(shè)計的 壓力而定， 一般而言，出水口的頂端距離沼氣池頂蓋有至少1米以上的距 離，這構(gòu)成了本湍流布料沼氣池的氣室，并保證沼氣氣壓的穩(wěn)定。出水間 是建設(shè)在出水口之外，長寬各為1米的一個長方體管道，高度要高于出水 口；水壓間是出水間之外的供產(chǎn)氣水壓調(diào)節(jié)之用的，大小為本湍流布料沼
氣池氣室的1/3， 一般設(shè)置為長寬為沼氣池寬度的1.5倍，深度為1米左 右。
本實用新型的優(yōu)點是-
1. 結(jié)構(gòu)簡單，可降低建設(shè)成本；2.不需要特殊建筑技術(shù)， 一般施工隊都
可以建設(shè)；3.能夠解決地下水位高和爛泥地或沙地對建筑的不良影響。4. 打破沼氣池內(nèi)結(jié)殼產(chǎn)生的可能性，處理水湍流運動，物料反應(yīng)均勻，產(chǎn)氣 性能提高。


圖1為本實用新型沼氣池實施的總體結(jié)構(gòu)圖(見圖1); 圖2為本實用新型沼氣池的俯視圖(圖2); 圖3為本實用新型沼氣池的側(cè)視圖(圖3)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
本實用新型屬于能源生態(tài)型沼氣利用模式，處理后的沼液和沼渣可以 用于肥料或者養(yǎng)魚。建設(shè)材料根據(jù)沼氣池大小不同，采用不同的混凝土。 根據(jù)建設(shè)經(jīng)驗，當(dāng)沼氣池容積為30立方米以下時，建筑材料采用素混凝土，厚度為150mm;當(dāng)沼氣池容積在30-50立方米時，建筑材料采用200mm厚 度的素混凝土，當(dāng)容積為50以上立方米容積時采用厚度為200mm的鋼筋混 凝土材料。建設(shè)完畢后池內(nèi)需要四次素灰和水泥沙漿抹平密封，再使用防 水材料密封。
本實用新型沼氣池容積計算方法，設(shè)沼氣池長度為L (米)，寬度為W (米)，沼氣池中央高度為H (米)，則沼氣池容積為V (立方米)=LXW XH。
本實用新型沼氣池大小一般為W-1-4米，L = 2 - 10米，H= 1.5-3 米。應(yīng)用對象為農(nóng)戶、小型養(yǎng)殖場、小型食品加工廠等有機(jī)污水排放處理 產(chǎn)生沼氣使用。
進(jìn)水口為固定形狀，是一個長方形的水槽，水槽內(nèi)部長寬各為l米左 右，深度不固定， 一般為0.4-0.6米深度。進(jìn)水口之下是進(jìn)水管，是一個 內(nèi)徑為0.3m的水泥管，聯(lián)結(jié)進(jìn)水口與沼氣池底部，進(jìn)水管安裝在沼氣池底 部中央，就是說，進(jìn)水管的進(jìn)水端在沼氣池的底部中間，靠近第一個導(dǎo)流 墻約W/3的位置，這樣可以迅速起到湍流作用，并延長水流長度和增加水 力停留時間。進(jìn)水口表面是開口的，其余都是封閉的，進(jìn)水管與進(jìn)水口和 沼氣池的聯(lián)結(jié)處密封要好，不要漏水。進(jìn)水口與沼氣池的距離不定，根據(jù) 進(jìn)水管長度而定， 一般建設(shè)使用進(jìn)水管與沼氣池壁高的夾角為30-40°，設(shè) 沼氣池高度為H，那么進(jìn)水口的起始端與沼氣池壁的距離為0.6H，進(jìn)水水 泥管的長度大約也為H高度，因為還有進(jìn)水口的高度還有大約0.5米，這 樣保證進(jìn)水管與沼氣池壁高的夾角為30-40° ，建議進(jìn)水管設(shè)置在進(jìn)水口的 中間。進(jìn)水口由于水壓承受不大，使用磚混結(jié)構(gòu)或素混凝土結(jié)構(gòu)建筑均可。
沼氣池主體是一個長方體型的水泥池，是封閉的長方形罐體，本實用 新型的主要特色是打破沼氣池內(nèi)的水流狀態(tài)，實現(xiàn)湍流布料，防止池內(nèi)結(jié) 殼的產(chǎn)生。所以本實用新型的主要特色就是沼氣池內(nèi)設(shè)置了成對的導(dǎo)流墻 和折流板，兩個導(dǎo)流墻之間的距離大約為一個沼氣池寬的距離，兩個折流 板之間的距離也大概是一個沼氣池寬的距離。而第一個折流板與進(jìn)水端面 的距離大約也為一個沼氣池寬的距離，最后一個折流板與出水端面的距離 大概也是一個沼氣池寬的距離，因此，本實用新型根據(jù)長與寬的倍數(shù)確定 折流板的最大數(shù)量，設(shè)計的導(dǎo)流墻/折流板的數(shù)量不超過長寬比，因為太多 的導(dǎo)流墻/折流板配對，增加產(chǎn)氣的效果不大，建議50立方米的小型沼氣池設(shè)置2-3對導(dǎo)流墻/折流板，100立方米以下的沼氣池設(shè)置3-5個導(dǎo)流墻 /折流板配對。兩個導(dǎo)流墻之間有一個折流板，這個折流板靠近前面的導(dǎo)流 墻，并在W/3處，第一個導(dǎo)流墻距離進(jìn)水端面W/3處，第一個折流板距離 進(jìn)水端面W處，導(dǎo)流墻高度為H/2，在沼氣池底面上建設(shè)。折流板距離沼 氣池底面300mm和距離沼氣池頂面500mm。 一個沼氣池至少設(shè)計一對導(dǎo)流 墻和折流板，這樣構(gòu)成了的沼氣池不僅增加了布水流長度，而且保證了水 流的湍流流動，從而打破了形成結(jié)殼的可能性。另外也根據(jù)水質(zhì)情況確定 導(dǎo)流墻/折流板數(shù)量，如果水質(zhì)可溶性好導(dǎo)流墻/折流板對數(shù)可多，如果處 理糞便等SS含量高的糞污，導(dǎo)流墻/折流板數(shù)量益少，以免造成堵塞和沉 淀。
在沼氣池出口前面0. 5米處設(shè)置一個穩(wěn)流墻，以保證有更長時間和有 效的厭氧污泥能夠停留在沼氣池內(nèi)。穩(wěn)流墻高度為0.5米，長度為沼氣池 寬度的1/3 -出水口寬度的2倍。沼氣池上蓋為密封的混凝土平板，中 間插設(shè)一個金屬沼氣管，這個金屬管構(gòu)成了沼氣的起始接頭。沼氣池底板 為兩層混凝土結(jié)構(gòu)，坡度為5%，以保證污泥向出口流動。沼氣池頂部的上 蓋根據(jù)需要可以設(shè)置一個長寬各1米的人孔，以保證人員的出入。在人孔 上做一個長寬各1. 4米的人孔蓋，人孔蓋距離邊緣0. 1米處使用502#萬用 膠粘連一圈1. 3米長寬的橡膠密封圈，以保證人孔蓋的密封性能。
出水口是在沼氣池的末端設(shè)置的一個長方形水口，位于沼氣池出水端 面的中央，是處理水的出口，在沼氣池后壁末端的中央下方，是一個長方 形出口，出口寬為1米，高根據(jù)沼氣池設(shè)計的壓力而定， 一般而言，出水 口的頂端距離沼氣池頂蓋有至少1米以上的距離，這構(gòu)成了本實用新型的 湍流布料沼氣池的氣室，并保證沼氣氣壓的穩(wěn)定。出水間是建設(shè)在出水口 之外，長寬各為1米的一個長方體管道，高度要高于出水口；水壓間是出 水間之外的供產(chǎn)氣水壓調(diào)節(jié)之用的，大小為本湍流布料沼氣池氣室的1/3， 一般設(shè)置為長寬為沼氣池寬度的1.5倍，深度為l米左右。水壓間上蓋需 要使用防護(hù)裝置，以免有人為危險， 一般的防護(hù)裝置為一個中間有1米方 孔的水泥蓋板，方孔是排放沼渣和沼液的。沼渣和沼液可以用做肥料使用。
權(quán)利要求1. 一種湍流布料沼氣池，是一個長方體形的密封水池，由兩個長方形側(cè)面，前面一個進(jìn)水端面和后面一個出水端面，一個底面和一個蓋面組成，其特征在于蓋面中央有一個人孔和孔蓋，大小一般為1m，池底和池壁前有一個導(dǎo)流墻后有一個折流板交錯成對排列構(gòu)成湍流布料，兩個導(dǎo)流墻之間間隔大約為W(寬)，在兩個導(dǎo)流墻的1/3處設(shè)置折流板，折流板距離池底300mm和距離池蓋500mm，導(dǎo)流墻墻高為1/2倍的池高。
專利摘要本實用新型公開了一種湍流布料沼氣池，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、不形成內(nèi)部結(jié)殼、產(chǎn)氣效果較好的湍流布料沼氣池。它包括進(jìn)水系統(tǒng)、沼氣池主體和出水系統(tǒng)組成。進(jìn)水系統(tǒng)包括進(jìn)水口和進(jìn)水管，沼氣池主體是封閉的長方體形的罐體，為了增加布水流的湍流性能，設(shè)置了導(dǎo)流墻，折流板的成對配合，在沼氣池出口前面0.5米處設(shè)置一個穩(wěn)流墻，沼氣池上蓋為密封的混凝土平板，根據(jù)需要可以設(shè)置一個人孔，沼氣池底板為兩層混凝土結(jié)構(gòu)，坡度為5％。出水系統(tǒng)包括出水口、出水間和水壓間。本實用新型克服了現(xiàn)有的沼氣池內(nèi)部形成結(jié)殼的限制和球型的形狀，方便建設(shè)，有利于產(chǎn)氣。
文檔編號C12M1/107GK201296752SQ2008200518
公開日2009年8月26日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者丘銀清, 姚錫鎮(zhèn), 張名位, 張惠娜, 肖更生, 高云超 申請人:廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所